可移式臥式液壓千斤頂設(shè)計(jì)-手動臥式千斤頂-抬升重量3噸【三維SW建模】【含8張CAD圖紙】
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SJ002-1
2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
二級學(xué)院： 班 級：
學(xué) 生： 學(xué) 號：
指導(dǎo)教師： 職 稱：
課題名稱
3t車用手動臥式千斤頂設(shè)計(jì)
課題類型
? 畢業(yè)設(shè)計(jì) □ 畢業(yè)論文
課題內(nèi)容及其目標(biāo)(指標(biāo))要求
本課題要求設(shè)計(jì)的千斤頂為臥式液壓可移動式千斤頂，主要用于重量在3噸左右的轎車的抬升。本課題要求綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓理論知識完成3t車用手動臥式千斤頂設(shè)計(jì)，主要包括輪系部分、支架部分、搖臂部分和液壓組件四個(gè)部分，并利用三維工程軟件Pro/E實(shí)現(xiàn)零件造型和虛擬裝配，同時(shí)撰寫設(shè)計(jì)說明書。
課題具體工作內(nèi)容包括：
1．課題調(diào)研，收集相關(guān)工程設(shè)計(jì)資料，擬訂總體設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告；
2．完成裝配總圖；
3．完成主要零件工程圖；
4．零部件Pro/E造型及裝配；
5．完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；
6．查閱翻譯課題相關(guān)英文資料，約15000英文字符。
設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：
1．頂起重量3噸；
2．最小頂起高度為126mm，最大頂起高度為503mm；
3．操作力為950N。額定內(nèi)壓為89Mpa，負(fù)荷為3175/7000 Kg/LB，油壓揚(yáng)程為140mm；
4．要求整機(jī)重量較輕。
進(jìn)程安排
1．準(zhǔn)備工作（熟悉課題、調(diào)查研究、收集資料等）及撰寫開題報(bào)告：2周；
2．確定整體設(shè)計(jì)方案：2周；
3．方案細(xì)化、繪制工程圖及設(shè)計(jì)計(jì)算：6周；
4．三維建模及裝配：2周；
5．審核、修改課題相關(guān)資料及圖紙，整理編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書并審核：3周；
6．答辯準(zhǔn)備及答辯：1周。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
系 主 任：
年 月 日
開題報(bào)告
題目名稱
液壓千斤頂設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
一、 選題的目的和意義：
隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車隨車千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁?同時(shí)隨著市場競爭的加劇,用戶要求的不斷變化,將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)質(zhì)量要不斷提高,以適應(yīng)用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂將不僅要求重量輕,攜帶方便,外形美觀,使用可靠,還會對千斤頂?shù)倪M(jìn)一步自動化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用經(jīng)濟(jì)、情報(bào)、技術(shù)、生產(chǎn)等各類原理知識,使千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)工作真正優(yōu)化?如何在設(shè)計(jì)過程中充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性勞動和集體智慧,提高產(chǎn)品的使用價(jià)值及企業(yè)、社會的經(jīng)濟(jì)效益? 如何在知識經(jīng)濟(jì)的時(shí)代充分利用各種有利因素,對資源進(jìn)行有效整合等等都將是我們面臨著又必須解決的重要的問題。千斤頂與我們的生活密切相關(guān)，在建筑、鐵路、汽車維修等部門均得到廣泛的應(yīng)用，因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接或間接影響到這些部門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。
本次對液壓千斤頂進(jìn)行設(shè)計(jì)可以了解液壓千斤頂?shù)脑硪约皯?yīng)用。通過查閱大量文獻(xiàn)，和對千斤頂各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪制不但熟悉了千斤頂內(nèi)液壓傳動原理還使得我對一些繪圖軟件的操作更加熟練。同時(shí)也在以前書本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對液壓傳動加深了理解。
二、國內(nèi)外研究狀況
千斤頂起源于20世紀(jì)初的英、美、德等國家，在逐步發(fā)展中工藝逐漸成熟。因其具有抗腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度高、表面精美、百分之百可回收等無與倫比的良好性能，被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，并且逐漸被人們所接受，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。
早在20 世紀(jì)40 年代,臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國外的汽車維修部門中使用，但由于當(dāng)時(shí)在設(shè)計(jì)和使用上的原因，其尺寸較大，承載量較低。后來隨著社會需求量的增大以及千斤頂本身技術(shù)發(fā)展，在90 年代初國外絕大部分用戶已以臥式千斤頂替代了立式千斤頂，９０年代后期研制出了充氣千斤頂和便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯斦埂?
而我國的千斤頂產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步較晚，建國以來到改革開放前，我國千斤頂?shù)男枨笾饕且怨I(yè)和國防尖端使用為主。由于歷史的原因,直到1979 年才接觸到類似于國外臥式千斤頂。但是上世紀(jì)九十年代后，我國千斤頂產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，千斤頂需求的增速遠(yuǎn)高于全球水平我國的工程千斤頂產(chǎn)業(yè)得到快速持續(xù)發(fā)展，成為全球千斤頂生產(chǎn)增長最快和千斤頂消耗量最大的國家之一。同時(shí)九十年代后期起，我國太鋼、寶鋼以及寶新、張浦等國有和合資企業(yè)通過引進(jìn)和技術(shù)改造，先后建成了一系列千斤頂生產(chǎn)線，千斤頂工藝技術(shù)裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平，千斤頂生產(chǎn)初具規(guī)模。與國外的差距在不斷縮小。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的千斤頂就外觀美麗，使用方便,承載力大,壽命長等方面,都超過了國外的同類產(chǎn)品, 并且迅速打入歐美市場。
現(xiàn)在，由于自動化技術(shù)的迅速發(fā)展和用戶需求觀念的變化，促使了千斤頂向著智能化、短小化時(shí)尚化、輕薄化、人性化發(fā)展。
2010年，是千斤頂行業(yè)發(fā)展的新起點(diǎn)，預(yù)計(jì)行業(yè)未來呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢。首先是結(jié)構(gòu)調(diào)整將有重大突破。當(dāng)前我國千斤頂行業(yè)存在一系列深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，包括總體產(chǎn)能過剩，低水平產(chǎn)能比重過大；企業(yè)規(guī)模小而且分散，產(chǎn)業(yè)集中度低；生產(chǎn)力布局不合理現(xiàn)象依然存在；企業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)重；科技創(chuàng)新能力不強(qiáng)；資源控制力不強(qiáng)，保障體系建設(shè)滯后等。這些深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，決定了2010年千斤頂行業(yè)必須下大力量，突出抓好結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，認(rèn)真解決影響千斤頂行業(yè)發(fā)展的重大問題。第二，行業(yè)內(nèi)要大力推動共性技術(shù)研究開發(fā)，掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。當(dāng)前，千斤頂行業(yè)共性技術(shù)的科研經(jīng)費(fèi)投入不足，研究開發(fā)力量薄弱。2010年，各企業(yè)應(yīng)加大在我國重點(diǎn)培育自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備研發(fā)力量?？梢杂杏?jì)劃、有步驟地加強(qiáng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程技術(shù)研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術(shù)研究開發(fā)平臺的建設(shè)，重點(diǎn)支持原創(chuàng)性技術(shù)、共性技術(shù)及戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)，并培養(yǎng)一支既精通基礎(chǔ)技術(shù)又熟悉行業(yè)技術(shù)的高科技人才隊(duì)伍，努力掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和重要產(chǎn)品的自主知識產(chǎn)權(quán)。第三，進(jìn)入加快發(fā)展制造服務(wù)業(yè)階段。當(dāng)前，千斤頂行業(yè)存在一些不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的缺陷，如缺少高端技術(shù)，企業(yè)規(guī)模偏小等。面臨這些問題和激烈的市場競爭，千斤頂企業(yè)極需提高自身的核心競爭力，轉(zhuǎn)變增長方式。在制造過程中重視服務(wù)，從市場調(diào)研、售后，直到產(chǎn)品報(bào)廢回收，努力為客戶提供以知識密集、附加值高為特征的服務(wù)項(xiàng)目，則是千斤頂企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。現(xiàn)代服務(wù)業(yè)大部分是以人力資本和知識資本作為其主要投入，這對千斤頂企業(yè)在解決發(fā)展、升級問題的同時(shí)，提升競爭力也具有重要支撐作用。
與國外千斤頂技術(shù)水平相比，我國的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低，工藝裝備和實(shí)驗(yàn)手段后，產(chǎn)品技術(shù)起點(diǎn)低，規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求。
三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所采用的研究方法和手段：
本設(shè)計(jì)主要研究的是PRO/E 液壓千斤頂三維模型設(shè)計(jì)。
查閱圖書館資料、互聯(lián)網(wǎng)資料和現(xiàn)有相關(guān)資料，參觀考察實(shí)際工程，通過分析、計(jì)算、測試完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
[1]胡世超.《液壓與氣動技術(shù)》，鄭州：鄭州大學(xué)出版社 ，2008.5.
[2]周亞，程友斌等.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，上海：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.6.
[3]魏增菊，李莉等.《機(jī)械制圖》，北京：科學(xué)出版社，2007.
[4]劉建華,杜鑫等.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，上海：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.8.
[5]肖瓏.《液壓與氣壓傳動技術(shù)》，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.
[6]丁樹模,丁問司等.《液壓傳動》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.6（2011.1重?。?
[7]李洪人.《液壓控制系統(tǒng)》，北京：國防工業(yè)出版社，1990.
[8]鄒建華，吳定智，許曉明等.《液壓與氣動技術(shù)基礎(chǔ)》，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.
[9]張群生.《液壓與氣壓傳動》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
[10]張利平.《液壓與氣動技術(shù)實(shí)用問答》，上海：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.
[11]周士昌.《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集》，北京：機(jī)械工業(yè)出版設(shè)，2005.
[12]雷天覺.《液壓工程手冊》[M]，北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1990.
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說明）：
第四、五周：查閱相關(guān)資料，通過學(xué)習(xí)準(zhǔn)備相關(guān)知識；
第六、七周：做開題報(bào)告；
第八、九周：做出各部分的初步的設(shè)計(jì)；
第十、十一周：確定各部件規(guī)格、尺寸。設(shè)計(jì)好整個(gè)裝置。
第十二、十三周：完成設(shè)備生產(chǎn)制造、調(diào)試并檢驗(yàn)其性能。
六、指導(dǎo)教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進(jìn)度安排作出評價(jià)，對是否開題作出決定）：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
指標(biāo)（目標(biāo)）要求：
1、頂起重量3噸；
2、最小頂起高度為126mm，最大頂起高度為503mm
3、操作力為950N。額定內(nèi)壓為89Mpa，負(fù)荷為3175/7000 Kg/LB，油壓揚(yáng)程為140mm。
完成千斤頂?shù)耐暾O(shè)計(jì)圖紙并實(shí)現(xiàn)主要零件三維建模及裝配，另外要求撰寫40頁左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
摘 要
本課題所要設(shè)計(jì)的對象是可移式臥式液壓千斤頂，設(shè)計(jì)大體可以分為四個(gè)部分：輪系部分、支架部分、搖臂部分和液壓組件，其中后兩部分的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)和難點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是液壓組件（液壓系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)由四大部分組成：動力部分，控制部分，執(zhí)行部分和輔助裝置。液壓系統(tǒng)的形式有開式液壓系統(tǒng)和閉式液壓系統(tǒng)之分，考慮到四輪臥式千斤頂?shù)捏w積要盡可能的小，所以液壓系統(tǒng)也不能過大，確定采用閉式液壓系統(tǒng)。設(shè)計(jì)輪系部分時(shí)要對大輪軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。支架部分和搖臂部分是起支撐重物作用的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)改充分考慮到支架和搖臂的強(qiáng)度要滿足千斤頂?shù)墓ぷ饕?，必須對支架部分和搖臂部分進(jìn)行具體的強(qiáng)度計(jì)算，確保設(shè)計(jì)的可行性。對于機(jī)械設(shè)計(jì)部分，我們參照樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過核算各部分的強(qiáng)度，剛度以及穩(wěn)定性，得出最終尺寸，并利用AUTOCAD繪制整機(jī)的裝配圖。
關(guān)鍵詞：液壓 千斤頂 輪系 支架 剛度
Abstract: This subject is designed to be removable horizontal hydraulic jack, the design can be roughly divided into four parts: part of gear, frame parts, arm parts and hydraulic components, after which the two parts of this design is the focus of and difficult. First of all, consider the design of the hydraulic components (hydraulic system) design. Hydraulic system consists of four major components: power of control of the operative and auxiliary devices. The form of the hydraulic system of open and closed hydraulic system, hydraulic system of points, taking into account the size of four-wheel-horizontal jack small as possible, so the hydraulic system can not be too large, determine the use of closed-hydraulic system. Part of the design of gear to the big wheel to calculate the intensity. Rocker support section and part of the role of supporting heavy loads, so the design should be changed to take full account of the strength of brackets and rocker Jack to meet the work requirements must be part of the bracket and arm strength of some specific terms, to ensure the feasibility of the design. Design some to machinery , we designed according to the prototype of a machine, through checking and calculating the intensity of every part, rigidity and stability, draw the final size, utilize AUTOCAD to draw the installation diagram of the complete machine.
Key words: hydraulic jacks gear legs intensity
目 錄
第一章 緒論 5
1.1液壓傳動的應(yīng)用和發(fā)展 6
1.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概論 6
1.2.1 液壓系統(tǒng)的組成 6
1.2.2 液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 7
1.3目前的研究方法 7
1.4液壓系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 7
1.5支架部分和搖臂部分的設(shè)計(jì)概論 8
第二章 液壓部分設(shè)計(jì)說明 9
2.1明確設(shè)計(jì)要求 9
2.1.1 總體規(guī)劃、確定液壓執(zhí)行元件 9
2.1.2 明確液壓執(zhí)行元件的載荷 10
2.1.3 確定系統(tǒng)的工作壓力 10
2.1.4 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案 10
2.1.5草擬液壓系統(tǒng)原理圖 11
2.2 計(jì)算執(zhí)行元件的主要參數(shù) 12
2.3選擇液壓控制元件 12
2.4 繪制千斤頂?shù)难b配圖、液壓組圖 12
第三章．支架搖臂部分計(jì)算 13
3.1空載下托盤極限位置的計(jì)算 13
3.1.2 千斤頂最大高度的計(jì)算 13
3.1.3 千斤頂最小高度的計(jì)算 14
3.2工作活塞桿的計(jì)算 15
3.2.1 工作活塞桿的最大推力計(jì)算 15
3.2.1工作活塞桿的強(qiáng)度核算 17
3.3油缸的強(qiáng)度計(jì)算 18
3.3.1 油缸臂厚的計(jì)算 18
3.3.2 油缸的變形計(jì)算 18
3.4方鐵的強(qiáng)度計(jì)算 18
3.4.1中性軸的計(jì)算 19
3.5連桿的強(qiáng)度計(jì)算 20
3.5.1受拉時(shí) 21
3.5.2受擠時(shí) 21
3.5.3受剪時(shí) 21
3.6大輪軸的強(qiáng)度計(jì)算 21
3.6.1每只大輪受力 21
3.6.2大輪軸的強(qiáng)度計(jì)算 22
3.7頂臂軸的強(qiáng)度計(jì)算 22
3.7.1托盤的受力分析 22
3.7.2頂臂軸的受力分析 23
3.7.3頂臂軸的強(qiáng)度計(jì)算 24
3.7.4頂臂軸受剪切時(shí)的計(jì)算 25
3.7.5頂臂的強(qiáng)度計(jì)算 25
3.7.6求分力 25
3.8小輪支架的強(qiáng)度計(jì)算 26
3.8.1小輪最大的受力情況 26
3.8.2小輪支架的抗剪計(jì)算 27
3.8.3焊縫的抗彎計(jì)算 27
3.9撐桿的強(qiáng)度計(jì)算 28
4.0托盤架的強(qiáng)度計(jì)算 29
第四章 其它部分設(shè)計(jì) 30
4.1調(diào)壓彈簧的計(jì)算 30
4.1.2彈簧指數(shù) 30
4.1.3曲度系數(shù) 30
4.1.4允許的極限負(fù)荷 30
4.1.5最大工作負(fù)荷為： 30
4.1.6彈簧總剛度位： 30
4.1.7極限負(fù)荷下變形 30
4.1.8最大工作負(fù)荷的變形 30
4.1.9調(diào)壓彈簧的臨界力 30
4.2拉簧計(jì)算 31
4.2.1彈簧指數(shù) 31
4.2.2曲度系數(shù) 31
4.2.3極限載荷 31
4.2.4最大工作載荷 31
4.2.5彈簧的總剛度 31
4.2.6應(yīng)力計(jì)算 31
4.2.7極限載荷下的變形 31
4.2.8彈簧極限載荷下的伸長量 32
4.3扭簧的計(jì)算 32
4.3.1彈簧指數(shù) 32
4.3.2曲度系數(shù) 32
4.3.3最大工作扭矩 32
4.3.4極限扭矩 32
4.3.5扭簧剛度 33
4.3.6最大工作扭轉(zhuǎn)角 33
4.3.7極限扭轉(zhuǎn)角 33
4.3.8扭轉(zhuǎn)角和扭矩的計(jì)算 33
總 結(jié) 34
致 謝 35
參考文獻(xiàn) 36
第一章 緒論
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，英語稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化，智能化。
機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。是現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化的設(shè)備。
液壓技術(shù)發(fā)展趨勢液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。
液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能進(jìn)行能量的傳遞和控制的一門技術(shù)。液壓傳動具有許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、冶金、化工以及航空航天等領(lǐng)域。如今，隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)、電、液技術(shù)的緊密結(jié)合，使液壓技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用又進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，人民生活水平的提高，擁有私家轎車的家庭是越來越多了，整個(gè)國家的汽車使用量也與日俱增。由于汽車質(zhì)量良莠不齊，再加上各地的路況千差萬別，汽車很可能會突然拋錨，這對于一個(gè)司機(jī)來說是一個(gè)令人頭疼的問題，更為不幸時(shí)汽車會突然在公路中間拋錨，這時(shí)事情就變得危險(xiǎn)得多，首當(dāng)其沖的問題是如何將車移到一個(gè)安全的地方。
面對這樣的問題，人們想過無數(shù)的辦法。千斤頂?shù)膯柺澜鉀Q了不少司機(jī)的燃眉之急。然而，傳統(tǒng)的千斤頂都是立式的，而且它不能夠移動，這樣的千斤頂在使用時(shí)有兩方面的缺陷。首先，它不能移動，如果汽車在高速公路中央拋錨，立式千斤頂是起不到任何作用的，這是一件相當(dāng)危險(xiǎn)的事情；其次，立式千斤頂由于有一定的自身高度，對于汽車而言，有時(shí)千斤頂?shù)淖陨砀叨扰c汽車需要被頂起處的高度不一致，這樣一來，立式千斤頂使用起來又會變得非常的麻煩。但是如果司機(jī)們擁有了即將要介紹的四輪臥式千斤頂之后，這些問題便迎刃而解了。
本次對液壓千斤頂進(jìn)行設(shè)計(jì)可以了解液壓千斤頂?shù)脑硪约皯?yīng)用。通過查閱大量文獻(xiàn)，和對千斤頂各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪制不但熟悉了千斤頂內(nèi)液壓傳動原理還使得我對一些繪圖軟件的操作更加熟練。同時(shí)也在以前書本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對液壓傳動加深了理解。
四輪液壓臥式千斤頂又稱液壓臥式可移動式千斤頂。該千斤頂一改傳統(tǒng)（立式）千斤頂?shù)氖褂萌毕?，大大方便了廣大的司機(jī)朋友。首先，該千斤頂是可以移動的，用戶只需將千斤頂推到需要頂起的地方，然后，上下扳動手柄，汽車就可以被抬起。抬起之后，推動千斤頂?shù)桨踩牡胤竭M(jìn)行修理。這一系列的動作并不需要花很大的力氣，我想一名女士都可以輕而易舉的；其次，臥式千斤頂?shù)淖陨砀叨群苄?，在使用時(shí)一般不會受到自身高度的影響，而且它的支架頂起的高度可以達(dá)到503mm，這樣一來，高度問題便不存在了。更為方便的是，這種千斤頂具有體積小、重量輕、容易操作等優(yōu)點(diǎn)。該系列的千斤頂?shù)捏w積與被頂起物的重量成正比，如果為一輛重3噸的轎車設(shè)計(jì)，那么千斤頂?shù)耐庑纬叽鐬椋?795×378×132立方毫米，重量大概為47Kg。但是，在使用是我們必須注意以下幾點(diǎn)：第一，重物必須正確落在千斤頂?shù)闹行奈恢?；第二，只能在硬質(zhì)、平坦的地面上使用，當(dāng)千斤頂頂著重物時(shí)，決不要旋轉(zhuǎn)手柄；第三，為了安全起見，千斤頂嚴(yán)禁超載。
1.1液壓傳動的應(yīng)用和發(fā)展
臥式液壓千斤頂采用液壓傳動作為整機(jī)的動力系統(tǒng)，下面介紹一下液壓傳動的應(yīng)用和發(fā)展。
液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說，是一門新的技術(shù)。如果從1795年世界上第一臺水壓機(jī)誕生算起，液壓傳動已有200年的歷史。然而，液壓傳動的真正推廣使用卻是近50多年的事。特別是本世紀(jì)60年代以后，隨著原子能科學(xué)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到了很大發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中，在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車、輕紡、船舶、石油、航空和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前，液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展；同時(shí)，新型液壓元件的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也日益取得顯著的成果。
1.2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概論
1.2.1 液壓系統(tǒng)的組成
液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。
動力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能，是液壓傳動中的動力部分。
執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等，它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液壓動機(jī)的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及郵箱等，它們同樣十分重要。
工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
液壓系統(tǒng)的形式有開式液壓系統(tǒng)和閉式液壓系統(tǒng)之分，考慮到四輪臥式千斤頂?shù)捏w積要盡可能的小，所以液壓系統(tǒng)也不能過大（當(dāng)然是在滿足千斤頂?shù)男阅芤蟮那闆r之下），初步確定采用閉式液壓系統(tǒng)。
1.2.2 液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
1、液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)
（1） 體積小、重量輕，例如同等功率液壓馬達(dá)的重量只有電動機(jī)的10%～20%，因此慣性力較小。
（2） 能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，且速度范圍最大可達(dá)1:2000（一般為1:100）.
（3） 轉(zhuǎn)向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換。
（4） 液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制。
（5） 由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長。
（6） 操縱控制簡便，自動化程度高。
（7） 容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。
（8） 液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和使用。
2、液壓傳動的缺點(diǎn)
(1) 使用液壓傳動對維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔。
(2) 對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高。
(3) 液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平。
(4) 液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性，因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在-15℃～60℃范圍內(nèi)較合適。
(5) 液壓傳動在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，因此系統(tǒng)效率較低。
1.3目前的研究方法
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)今年發(fā)展迅速，使用廣泛。CAD是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工程或者產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程，其中包括資料檢索、市場分析、方案構(gòu)思、計(jì)算分析、工程制圖、檢驗(yàn)測試和編輯文件等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。以上所講的液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)我也使用到了CAD，應(yīng)用最多的我們稱之為液壓CAD。
沿用至今的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)，主要是憑借局部經(jīng)驗(yàn)、零星資料，靠手工進(jìn)行粗略的計(jì)算和繪圖。設(shè)計(jì)出產(chǎn)品往往需要經(jīng)過大量的樣機(jī)試驗(yàn)和反復(fù)修改才能滿足性能要求，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)資源。應(yīng)用CAD能大大提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和速度，并使設(shè)計(jì)師擺脫單調(diào)乏味的計(jì)算、繪圖，以便從事更高的有創(chuàng)造性的工作。
1.4液壓系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)
可靠性是指：產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。液壓系統(tǒng)可靠性預(yù)測的步驟和方法如下：
1. 根據(jù)設(shè)計(jì)方案所確定的元件類型，匯集元件失效率。
2. 根據(jù)設(shè)計(jì)方案和產(chǎn)品的使用環(huán)境條件，乘以降額因子，環(huán)境因子及任務(wù)時(shí)間，得到元件應(yīng)用失效率。
3. 根據(jù)部件可靠性結(jié)構(gòu)模型，求出部件失效率。
4. 根據(jù)回路和系統(tǒng)的可靠性結(jié)構(gòu)模型求出系統(tǒng)的失效率。
5. 將預(yù)測的系統(tǒng)失效率與設(shè)計(jì)方案所要求的失效率進(jìn)行比較，如果滿足要求且經(jīng)費(fèi)可行，則預(yù)測可以結(jié)束，否則應(yīng)進(jìn)行以下的工作。
6. 提出改變設(shè)計(jì)方案建議。如通過元件應(yīng)用分析，改變采用元件類型，改變降因子或者改變可靠性結(jié)構(gòu)模型等。其中，可以改變某一項(xiàng)，也可同時(shí)改變多項(xiàng)，視情況而定。
7. 改變后再重復(fù)上述步驟，直到滿足要求為止。
1.5支架部分和搖臂部分的設(shè)計(jì)概論
四輪臥式液壓千斤頂支架部分和搖臂部分的是起支撐重物的作用。設(shè)計(jì)要求指出千斤頂主要是用來支撐3噸左右的轎車，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)改充分考慮到支架和搖臂的強(qiáng)度要滿足千斤頂?shù)墓ぷ饕?。此外，這兩部分的尺寸大小要與已經(jīng)設(shè)計(jì)好的液壓系統(tǒng)的尺寸匹配，而且要做到在滿足工作要求的情況下使得整體設(shè)計(jì)成本最小化。
具體而言，整個(gè)支撐部分就相當(dāng)于一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，其中搖臂部分起最主要的支撐作用，托盤就固定在搖臂上；支架部分起輔助支撐作用，用螺栓和搖臂連接在一起。支撐部分和搖臂部分構(gòu)成一個(gè)三角支架，穩(wěn)定性大大提高。為了確保整個(gè)支撐部分的強(qiáng)度要求，在材料方面，選擇厚度為5mm的槽鋼。為了減小槽鋼直角部分的應(yīng)力，加工時(shí)在棱邊上倒角，在拐角處采用圓角過渡。
在設(shè)計(jì)論文中，我們將對支架部分和搖臂部分進(jìn)行具體的強(qiáng)度計(jì)算，確保設(shè)計(jì)的可行性。
第二章 液壓部分設(shè)計(jì)說明
此液壓臥式可移動式千斤頂,系根據(jù)美商UPNEUMAT公司的圖紙和MASADA樣機(jī)，為美商Mentaford公司設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品。
此產(chǎn)品回來時(shí)并未附帶計(jì)算書，試驗(yàn)技術(shù)條件等資料。對來圖我們首先將其錯(cuò)誤改正過來，然后結(jié)合我國的國情，使來圖的表達(dá)全部符合我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槲覈膰覙?biāo)準(zhǔn)與美國的國家標(biāo)準(zhǔn)不一樣。以樣機(jī)性能試驗(yàn)的情況來看，其性能可以滿足工作要求，但是試驗(yàn)只能證明少數(shù)幾次使用后，樣機(jī)沒有出現(xiàn)問題，但是我們無法證明這樣的產(chǎn)品經(jīng)過長期使用之后其性能會怎么變化，因此，我們要對樣機(jī)各構(gòu)件的強(qiáng)度作計(jì)算和分析，做到心中有數(shù)。同時(shí)，在分析來圖時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，來圖并不是正式的生產(chǎn)圖紙，故尚須作進(jìn)一步的分析和研究，把生產(chǎn)圖紙畫出來。為了進(jìn)一步了解、熟悉和掌握產(chǎn)品的性能，吃透圖紙，確保產(chǎn)品質(zhì)量，我在分析和計(jì)算時(shí)特對此產(chǎn)品的主要零、組件進(jìn)行了一些核算。為簡化計(jì)算程序，在計(jì)算時(shí)我參考了一個(gè)機(jī)部起重運(yùn)輸機(jī)械研究所QY1.5-100噸，手動立式油壓千斤頂所采用的若干設(shè)計(jì)，以及生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為避免復(fù)雜的演算，對于例如變截面梁等，則采用取幾個(gè)有代表性的、主要的截面來比較分析，最終確定有一個(gè)基本定量的截面就可以了。
由于有關(guān)臥式千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算參考資料很有限，再加上缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤在所難免，懇請老師給予指正。
2.1明確設(shè)計(jì)要求
液壓系統(tǒng)是液壓設(shè)備的一個(gè)組成部分，它與主機(jī)的關(guān)系密切，兩者的設(shè)計(jì)通常需要同時(shí)進(jìn)行。其設(shè)計(jì)要求，一般是必須從實(shí)際出發(fā)，重視調(diào)查研究，注意吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，力求做到設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)重量輕、體積小、效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、操作和維護(hù)保養(yǎng)方便、經(jīng)濟(jì)性好。設(shè)計(jì)步驟大致如下。
要求本液壓臥式可移動式千斤頂能將3噸左右的轎車頂起，最小頂起高度為126mm，最大頂起高度為503mm，頂起后推動千斤頂能將轎車移動到所需要的位置。操作力為950N。額定內(nèi)壓為89Mpa，負(fù)荷為3175/7000 Kg/LB，油壓揚(yáng)程為140mm，油量為300ml。整機(jī)外形尺寸為1795×378×132。整機(jī)凈重為47Kg。
2.1.1 總體規(guī)劃、確定液壓執(zhí)行元件
表2.1：液壓缸的選擇
機(jī)構(gòu)名稱
常用方案
優(yōu) 點(diǎn)
缺 點(diǎn)
采用方案
搖臂機(jī)構(gòu)
復(fù)合增速缸
1.整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)件少。
2.無需動梁閉合量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
1.復(fù)合缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造難度大。
2.要設(shè)計(jì)充液閥；泵流
量大，液壓系統(tǒng)復(fù)雜行程速度低，生產(chǎn)效率低。
不采用
單行程液壓缸
1.1.在行程的近末端將液壓缸的出力放大，液壓缸的缸徑可以很小小。
2.空行程速度高，生產(chǎn)效率高。
3.泵的流量小，液壓系統(tǒng)簡單。
1. 連桿機(jī)構(gòu)多，尺寸鏈多。
2.需要?jiǎng)恿汉祥]量調(diào)節(jié)
機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
采用
2.1.2 明確液壓執(zhí)行元件的載荷
在設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書闡明的主機(jī)規(guī)格中，通常能夠直接知道作用于液壓執(zhí)行元件的載荷。但若主機(jī)的載荷是經(jīng)過機(jī)械傳動關(guān)系作用到液壓執(zhí)行元件上時(shí)，則需要經(jīng)過計(jì)算才能明確。有時(shí)，例如進(jìn)行新機(jī)型液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其載荷往往需要由樣機(jī)實(shí)測、同類設(shè)備參數(shù)類比或者通過理論分析得出。當(dāng)用理論分析確定液壓執(zhí)行元件的載荷時(shí)，必須仔細(xì)考慮其所有可能組成項(xiàng)目，如工作載荷、慣性載荷、彈性載荷、摩擦載荷、重力載荷和背壓載荷等。
基于上述設(shè)計(jì)理論，考慮到液壓臥式可移動式千斤頂在國內(nèi)屬于新機(jī)型液壓系統(tǒng)，載荷是通過理論計(jì)算和參考液壓立式千斤頂相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，最終得出執(zhí)行元件即液壓缸的操作力為950N。我們將在計(jì)算部分作詳細(xì)的說明。
2.1.3 確定系統(tǒng)的工作壓力
系統(tǒng)工作壓力由設(shè)備類型、載荷大小、結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平而定。系統(tǒng)工作壓力高，省材料，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，但要注意防止泄漏，控制噪聲和可靠性問題的妥善處理。經(jīng)過樣機(jī)試驗(yàn)，性能測試，理論計(jì)算，我們得出千斤頂?shù)囊簤航M的額定壓力為89Mpa，油壓揚(yáng)程為140mm，油量為300ml。這樣的系統(tǒng)參數(shù)，使得液壓組的機(jī)構(gòu)比較緊湊，做到了體積小、重量輕、用材料比較節(jié)省。
2.1.4 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案
根據(jù)已定的液壓執(zhí)行元件，參考相關(guān)的液壓基本液壓回路，以實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的控制。千斤頂液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件是液壓缸。千斤頂工作時(shí)，通過上下扳動手柄，手柄連接在手動泵上，手柄動作后使得手動泵工作，泵開啟后，液壓油經(jīng)過管路流向順序閥，當(dāng)壓力達(dá)到液壓閥的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，液壓缸開始工作，進(jìn)而將搖臂和支架頂起，實(shí)現(xiàn)對轎車的舉升。液壓缸的速度控制采用無級調(diào)速。在空載時(shí)，其運(yùn)動速度較快，在舉升階段速度較慢。
2.1.5草擬液壓系統(tǒng)原理圖
液壓系統(tǒng)原理圖由液壓系統(tǒng)圖、工藝循環(huán)順序動作圖表和元件明細(xì)表三部分組成。擬定液壓系統(tǒng)圖注意事項(xiàng)：（1）不許有多余元件；使用的元件和電磁鐵數(shù)越少越好。（2）注意元件間的連鎖關(guān)系，防止相互影響產(chǎn)生誤動作。（3）系統(tǒng)各主要部件的壓力能夠隨時(shí)檢測；壓力表數(shù)目要少。（4）按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，元件符號按常態(tài)工況繪出，非標(biāo)準(zhǔn)元件用簡練的結(jié)構(gòu)示意圖表達(dá)。
液壓臥式可移動式千斤頂?shù)墓ぷ髟砗土⑹角Ы镯數(shù)墓ぷ髟砘旧舷嗤?，下面用立式千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D來說明臥式千斤頂?shù)墓ぷ髟?。千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D如下：
圖2.1：千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D
立式液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)中有兩只油缸，小油缸完成吸油、壓油動作，大油缸則在油液壓力的作用下，將重物頂起。其動作過程是：用手向上扳動手柄，小活塞隨之向上移動，產(chǎn)生吸油作用。油液就從油箱經(jīng)管道、左邊單向閥進(jìn)入小油缸下腔。當(dāng)向下扳動手柄，小活塞下移時(shí)，系統(tǒng)就將吸入小油缸下腔的油經(jīng)管道、右邊單向閥壓入大油缸下腔。此時(shí)左邊單向閥不通，就迫使大活塞上移，頂起重物。這樣不斷地上下扳動手柄，就能將油間歇地壓入大油缸下腔，使重物緩慢上升。
臥式千斤頂?shù)墓ぷ髟砗土⑹角Ы镯旑愃?。它也是通過上下扳動手柄，使得液壓缸的容積反復(fù)變化，從而使得液壓缸的活塞作往復(fù)運(yùn)動。進(jìn)而將重物頂起。
液壓千斤頂是一種將密封在油缸中的液體作為介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而將重物向上頂起的千斤頂。它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、舉升力大，易于維修，但同時(shí)制造精度要求較高,若出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象將引起舉升汽車的下降,保險(xiǎn)系數(shù)降低,使用其舉升時(shí)易受部位和地方的限制.傳統(tǒng)液壓千斤頂由于手柄、活塞、油缸、密封圈、調(diào)節(jié)螺桿、底座和液壓油組成。它利用了密閉容器中靜止液體的壓力以同樣大小各個(gè)方向傳遞的特性。優(yōu)點(diǎn)：輸出推力大。缺點(diǎn)：效率低。
2.2 計(jì)算執(zhí)行元件的主要參數(shù)
根據(jù)液壓系統(tǒng)和已經(jīng)確定系統(tǒng)的工作壓力，計(jì)算：液壓缸的內(nèi)徑、活塞桿的直徑；柱塞缸的柱塞、柱塞桿的直徑。這在下一章的計(jì)算部分中將作詳細(xì)說明。
2.3選擇液壓控制元件
根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖提供的情況，審查圖上各閥在各種工況下達(dá)到的最高工作壓力和最大流量，以此選擇閥的額定壓力和額定流量。一般情況下，閥的實(shí)際壓力和流量應(yīng)與額定值相接近，但必要時(shí)允許實(shí)際流量超過額定流量20％。有的電液換向閥有時(shí)會出現(xiàn)高壓下?lián)Q向停留時(shí)間稍長不能復(fù)位的現(xiàn)象，因此，用于有可靠性要求的系統(tǒng)時(shí)，其壓力以降額（由32Mpa降至20－25Mpa）使用為宜，或者選用液壓強(qiáng)制對中的電液換向閥。
單出桿活塞缸的兩個(gè)腔有效作用面積不相等，當(dāng)泵供油使活塞內(nèi)縮時(shí)，活塞桿的排油流量閉泵的供油流量大得多，通過閥的最大流量往往是在這種情況下出現(xiàn)，復(fù)合增速缸和其他等效組合方案也有相同情況，所以在檢查各閥的最大通過流量時(shí)，這一點(diǎn)要特別注意。
2.4 繪制千斤頂?shù)难b配圖、液壓組圖
為了把千斤頂?shù)恼w機(jī)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚，在畫圖時(shí)需要進(jìn)行局部剖視，而且，根據(jù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)尺寸，畫A0圖紙比較適合，因此，整個(gè)圖紙看起來會比較復(fù)雜，線比較多而且亂。詳細(xì)的圖參見千斤頂?shù)难b配圖紙。
第三章．支架搖臂部分計(jì)算
3.1空載下托盤極限位置的計(jì)算
3.1.2 千斤頂最大高度的計(jì)算
已知：H=132.25mm OO=69.65mm MO=184.65mm OB=350mm
OA=79.38mm MA=133mm =109.12
h=66-34.5+36=67.5mm b=59.75-29=30.75m
求： H
圖3.1：千斤頂?shù)淖畲蟾叨?
解： MO==＝197.35mm
tg=tg=69.33
又因：AM=MO+OA-2MO*OA*cos
則：cos=(MO+OA-AM)/2MO*OA
=
cos=0.87960663
OOmm
BOmm
=132.25+303.23+67.5
=502.98mm
另外 Lmm
3.1.3 千斤頂最小高度的計(jì)算
圖3.2：千斤頂?shù)淖钚「叨?
已知：H=132.25mm OO=69.65mm MO=91.75mm OB=350mm
OA=79.38mm MA=133mm =109.12 h=67.5mm b=30.75mm
求：H
解：MO===115.19mm
又：
AM
則：cos
=
=0.102852433
OO=OB*sin()=350*sin77.82=342.12mm
BO=OB*cos()=350*cos77.82=73.84mm
=132.25-73.84+67.5
=125.91mm
而當(dāng)OB水平時(shí)，L＝350＋30.75＝380.75mm
3.2工作活塞桿的計(jì)算
3.2.1 工作活塞桿的最大推力計(jì)算
按試驗(yàn)條件，本千斤頂托盤處于310mm高度時(shí)調(diào)壓的額定載荷P＝2000Kg。經(jīng)計(jì)算分析，此時(shí)工作活塞桿的推力最大，從310mm再向上升，則工作活塞桿的推力逐漸減小。為求出工作活塞桿的最大推力，必須作如下計(jì)算：
3.2.1.1 托盤架的受力情況如圖所示：
圖3.3：托盤的受力情況
則：
=cos
=71.64
作 AD 則
另：AB=mm
AD=AB*cos=69*cos41.64=51.57mm
根據(jù)托盤架的轉(zhuǎn)動平衡，可求得撐桿上的作用力F
F==1192.55 Kg
根據(jù)平衡原理，作用在A點(diǎn)上的力的計(jì)算如下：
F
＝2000－1192.55*sin18.36
=1624.36 Kg
F
=1192.55*cos18.36
=1131.84 Kg
3.2.1.2 求連桿對頂臂的拉力T與T
圖3.4：連桿頂臂受力圖
頂臂受力如圖所示。
F Kg
F Kg
T
根據(jù)力的平衡原理：
Kg
3.2.1.3 工作活塞桿的最大推力
工作活塞桿對連桿的推力，其大小、方向和連桿對頂臂的拉力相同。所以當(dāng)托盤處于310mm高度時(shí)，工作活塞桿有最大推力。
Kg
Kg
Kg
3.2.1工作活塞桿的強(qiáng)度核算
3.2.1.1 工作活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算
當(dāng)活塞桿受壓時(shí)：
＝
＝870.90 Kg/cm
當(dāng)活塞桿受彎時(shí)，托盤處于310mm高度時(shí)，彎矩最大，此時(shí):
mm Kg
得: Kg.cm
危險(xiǎn)截面上的最大復(fù)合應(yīng)力為：
Kg/cm
材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)，則： Kg/cm
n= 強(qiáng)度許用。
3.2.1.2 工作活塞桿的穩(wěn)定性核算
活塞桿的伸出長度為： mm
活塞桿的直徑為：d=35 mm
一般受壓桿件時(shí)，要求作穩(wěn)定計(jì)算。
現(xiàn)，故不作穩(wěn)定計(jì)算。
3.3油缸的強(qiáng)度計(jì)算
3.3.1 油缸臂厚的計(jì)算
由于
故采用公式：
上式中，
材料為45調(diào)質(zhì)鋼， Kg/cm
無縫管的強(qiáng)度系數(shù)?。?
補(bǔ)入臂厚公差及腐蝕系數(shù)C忽略不計(jì)
則 cm
臂厚許用。
3.3.2 油缸的變形計(jì)算
按厚壁筒計(jì)算：
上式中E取2×10
則：
＝0.005 cm
＝0.05 mm
變形量不大，所以許用。
3.4方鐵的強(qiáng)度計(jì)算
方鐵可看作簡支梁，受活塞桿的擠壓而發(fā)生彎曲變形。方鐵兩端的銷與連桿連接受剪。方鐵為45號鋼，連桿為20號鋼，所以不核算方鐵兩端端部的受剪和受擠。為簡化計(jì)算程序起見，方鐵只作彎曲校核。由于簡支梁受力產(chǎn)生彎曲變形，所以假定大活塞以兩集中載荷方式作用在方鐵端面上，其受力圖核彎矩圖如下
危險(xiǎn)截面上的彎矩
其中心點(diǎn)上的彎矩最大，則：
圖3.5：危險(xiǎn)截面的彎矩
Kg.cm
通常簡支梁的計(jì)算用的是許用應(yīng)力法，即以梁的橫截面上最外層纖維處的最大正應(yīng)力到達(dá)材料的危險(xiǎn)應(yīng)力作為整個(gè)梁達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)為條件。事實(shí)上塑性狀態(tài)的材料制成的，當(dāng)橫截面外層最大應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)，梁還可以繼續(xù)承載更多的載荷，直到整個(gè)截面逐漸全部達(dá)到塑性變形范圍，梁才達(dá)到了危險(xiǎn)狀態(tài)。因此，對塑性材料，令，作為梁的危險(xiǎn)狀態(tài)式保險(xiǎn)的，所以對方鐵的強(qiáng)度，我們采用承接能力法進(jìn)行計(jì)算。
3.4.1中性軸的計(jì)算
橫截面上的正應(yīng)力均達(dá)到屈服極限時(shí)（見下圖），有靜力平衡條件可得：,即
即當(dāng)梁達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，中性軸將橫截面分為面積相等的兩部分。
圖3.6：危險(xiǎn)截面形狀
＝210 mm
3.4.1.1塑性抗彎截面模量以及各截面面積對中性軸的靜矩的計(jì)算
－0.46×1.58×（2.1－0.55）－1.62×
1.3×（2.1－0.65）－0.5×1.62×0.47×（2.1-1.46）=4.568 cm
3.4.1.2承載能力的計(jì)算
取 45冷拉鋼
Kg/cm
則：
＝0.65×6500×4.568
＝19299.8 Kg.cm
3.4.1.3安全系數(shù)的計(jì)算
＝
強(qiáng)度足夠。
3.5連桿的強(qiáng)度計(jì)算
圖3.7：連桿的強(qiáng)度計(jì)算
連桿主要是核算受拉、受擠和受剪：
Kg
3.5.1受拉時(shí)
20號鋼
許用。
3.5.2受擠時(shí)
取K=1
則：n= 安全。
3.5.3受剪時(shí)
＝
n= 許用。
3.6大輪軸的強(qiáng)度計(jì)算
3.6.1每只大輪受力
經(jīng)計(jì)算分析，當(dāng)托盤升至310mm的高度時(shí)，大輪軸受力最大。
此時(shí)，P=2000 Kg，。
圖3.8：大輪的受力圖
AD=AB×cos=350×=332.19 mm
AE=AD+DE=332.19+30.75=362.94 mm
L-b==362.94+81.75=444.69 mm
每只大輪受力為，由得：2
Kg
3.6.2大輪軸的強(qiáng)度計(jì)算
大輪軸,L=264(全長)，d=24 mm
材料為45號鋼，如圖，
Kg.cm
Kg
45號鋼，
安全系數(shù)：
大輪軸是安全的，因剪力很小，故剪切強(qiáng)度不用核算。
圖3.9：大輪軸的強(qiáng)度計(jì)算
3.7頂臂軸的強(qiáng)度計(jì)算
經(jīng)計(jì)算分析，托盤處于名義最低位置130mm時(shí)，頂臂軸的受力最大。
3.7.1托盤的受力分析
當(dāng)托盤處于名義最低位置時(shí)，托盤的受力下頁的如圖所示：
由得：
由得：
由得：
圖3.10：托盤的受力圖
3.7.2頂臂軸的受力分析
圖3.11：頂臂軸的受力分析圖
Kg
因
得：
－
Kg
Kg Kg
由得：
=8379+2313=10692 Kg
Kg
Kg
3.7.3頂臂軸的強(qiáng)度計(jì)算
頂臂軸
頂臂軸是受均布載荷的簡直梁，經(jīng)計(jì)算，如果無軸套作用，受載后變形量高達(dá)23mm，而軸套與軸間間隙最小為0.25mm。軸套可假定為絕對剛性的焊接結(jié)構(gòu)，則軸受載變形后，均布載荷就變?yōu)檩S套兩端作用的集中載荷，如圖所示。故此軸簡化為受對稱集中載荷的簡支梁的計(jì)算：
Kg.cm
對于調(diào)質(zhì)鋼，
安全系數(shù)， 許用。
圖3.12：頂臂軸的強(qiáng)度計(jì)算
3.7.4頂臂軸受剪切時(shí)的計(jì)算
對于力P作用此面時(shí)的計(jì)算剪切應(yīng)力為: Kg
對于調(diào)質(zhì)碳素鋼，
安全系數(shù)為： 安全。
3.7.5頂臂的強(qiáng)度計(jì)算
經(jīng)計(jì)算分析，托盤處于310mm高度時(shí)，頂臂所受的彎矩值達(dá)到最大。頂臂強(qiáng)度按如下的情況計(jì)算：
3.7.6求分力
圖3.13：頂臂的受力圖
托盤升至310mm的高度時(shí)，頂臂上A點(diǎn)受力。
合力為：
則：
設(shè)力垂直于頂臂上AO的分力為，平行于AO的分力為
3.8小輪支架的強(qiáng)度計(jì)算
3.8.1小輪最大的受力情況
當(dāng)托盤升到最大高度時(shí)，每只小輪所受的載荷最小。
如圖所示，
則：
圖3.14：小輪的受力圖
3.8.2小輪支架的抗剪計(jì)算
圖3.15：小輪的抗剪計(jì)算
小輪架偏心距為：
材料為鋼板，板厚為：，焊縫高:
危險(xiǎn)斷面為A-A，
安全。
3.8.3焊縫的抗彎計(jì)算
根據(jù)
焊接影響系數(shù)：
安全。
3.9撐桿的強(qiáng)度計(jì)算
經(jīng)計(jì)算分析，撐桿在托盤處于起始位置時(shí)受力為最大。如果將撐桿的重量略而不計(jì)，可簡化為二力桿計(jì)算。
圖3.16：撐桿的受力計(jì)算
根據(jù)托盤架受力計(jì)算可知，撐桿所受的力為：
剖面特性：
臨界壓力為：
則：
穩(wěn)定性足夠。
壓應(yīng)力為：
安全。
孔的擠壓應(yīng)力為：
擠壓強(qiáng)度為：
對于受載時(shí)，可以活動的連接： K=0.2
則：
受擠強(qiáng)度不夠。
如果轉(zhuǎn)動處潤滑良好，則K=0.3,
受擠強(qiáng)度足夠。
4.0托盤架的強(qiáng)度計(jì)算
以托盤架的受力分析來看，托盤架的受力形式主要是受彎受剪，以及支撐孔的受擠和孔邊剪切。由于托盤架的結(jié)構(gòu)是成形和焊接的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其段面系數(shù)等參數(shù)都比較大，初步估算，其受彎受剪的問題都不大，故只核算其支撐孔的受擠及孔邊剪切。
托盤架支撐孔在托盤處于起始位置130mm高度時(shí)，受力為最大。
第四章 其它部分設(shè)計(jì)
4.1調(diào)壓彈簧的計(jì)算
彈簧，外徑D=7.3mm,鋼絲直徑d=2mm。
重徑,材料為：，n=6。
，取其平均值，則:
取
4.1.2彈簧指數(shù)
4.1.3曲度系數(shù)
4.1.4允許的極限負(fù)荷
4.1.5最大工作負(fù)荷為：
該彈簧承受第二類負(fù)荷，
4.1.6彈簧總剛度位：
4.1.7極限負(fù)荷下變形
4.1.8最大工作負(fù)荷的變形
4.1.9調(diào)壓彈簧的臨界力
托盤升起至310mm時(shí)，加載2000Kg,油缸內(nèi)壓強(qiáng)為，調(diào)壓彈簧所受的臨界力為，，（閥孔直徑）。
因臨界力，故調(diào)壓彈簧的工作是安全的，這時(shí)彈簧的變形為：
4.2拉簧計(jì)算
拉簧圖號為00005，工組鋼絲，鋼絲直徑d=2.3mm,外徑中徑
4.2.1彈簧指數(shù)
4.2.2曲度系數(shù)
查表得：k=1.24
4.2.3極限載荷
已知：d=2.3mm,k=1.24,,
得：
4.2.4最大工作載荷
設(shè)拉簧承受第二類負(fù)荷。
4.2.5彈簧的總剛度
4.2.6應(yīng)力計(jì)算
應(yīng)力：
拉力：
4.2.7極限載荷下的變形
最大工作載荷下的變形為：
4.2.8彈簧極限載荷下的伸長量
當(dāng)托盤上升至最大時(shí)，彈簧最大伸長量為288.4mm,超過了彈簧極限載荷下的伸長量274.2mm，故此時(shí)彈簧處于扭轉(zhuǎn)屈服應(yīng)力狀態(tài)下工作屬于不安全狀態(tài)。
拉簧的工作圖見下圖：
圖4.1：拉簧的工作圖
4.3扭簧的計(jì)算
圖號為00004，工組鋼絲，鋼絲直徑d=4mm,內(nèi)徑D=17.4mm,中徑為
，圈數(shù)為：n=7。
4.3.1彈簧指數(shù)
4.3.2曲度系數(shù)
（對于三類彈簧）
4.3.3最大工作扭矩
，
則：
4.3.4極限扭矩
4.3.5扭簧剛度
4.3.6最大工作扭轉(zhuǎn)角
4.3.7極限扭轉(zhuǎn)角
4.3.8扭轉(zhuǎn)角和扭矩的計(jì)算
設(shè)預(yù)加扭轉(zhuǎn)角為：，那么有：
使用扭轉(zhuǎn)角為：
使用極限扭轉(zhuǎn)角為：
設(shè)預(yù)加扭矩為：286.5Kg.mm
由于使用扭轉(zhuǎn)角比較小，所以在扳動手柄時(shí)，要控制使用扭角，最大不能超過，否則扭簧工作就不夠安全。扭簧的工作圖見下圖：
圖4.2扭轉(zhuǎn)角和扭矩的計(jì)算
總 結(jié)
經(jīng)過半年的努力，我終于如期完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)：可移式臥式液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會，通過這次對液壓千斤頂理知識和實(shí)際設(shè)計(jì)的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范能力以及其他專業(yè)知識水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在，提高是有限的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我積累了許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識武裝起來，也必然讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。
其中胡老師對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)每一個(gè)進(jìn)展都有相當(dāng)大的幫助，幫我認(rèn)真的查看圖紙和說明書等。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又重新溫習(xí)了四年來所學(xué)的許多知識，因?yàn)槭钱厴I(yè)設(shè)計(jì)，所以包括的內(nèi)容深度都較以前的課程設(shè)計(jì)難很多，也是真正考核我的綜合能力的一次設(shè)計(jì)，因此在這段設(shè)計(jì)的時(shí)間里面，我不僅從綜合能力上鍛煉了自己，也從中理解了一些自己在以前學(xué)習(xí)中的不足，從而重新進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，使自己所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的擴(kuò)展，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會的理論真正的也實(shí)踐聯(lián)系在一起真正做到學(xué)以致用，這才是我們學(xué)習(xí)最重要的目的。
順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時(shí)也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺，留下了些許遺憾，不過不足與遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)知識，更好的為祖國的四化服務(wù)。
致 謝
經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，但由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，時(shí)間上處理不當(dāng)，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是很難完成的。所以在這里我想謝謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)中熱心幫助我的人。
首先，我要感謝的是我的導(dǎo)師胡少剛。雖然他平日里工作繁多，但是他從來不會因此而耽擱我們的設(shè)計(jì)。他每周都會對我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行評定，悉心的指導(dǎo)。從裝配圖到零件圖，老師很細(xì)心地糾正其中的錯(cuò)誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次要感謝的是我的同學(xué)。由于專業(yè)知識基礎(chǔ)不是很牢固，在設(shè)計(jì)過程中，我經(jīng)常會遇到“攔路虎”。但是因?yàn)橛辛艘蝗焊挥袩崆榕c耐心的同學(xué)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才順利的完成。
還要感謝圖書館的老師。因?yàn)樗麄冊谖医?jīng)常因?yàn)檎也坏絽⒖假Y料時(shí)伸出援助之手，熱心地幫我找，節(jié)約我的時(shí)間。感謝你們熱心的幫助。
最后感謝常州工學(xué)院的各位老師大學(xué)四年對我的大力栽培！
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